2012-2013学年09级《移动通信》复习题及参考答案
2012-2013学年09级《移动通信》复习题及参考答案
第一章 概论
1、什么叫移动通信?移动通信有哪些特点？ 【答】
移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或者行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。 特点：
1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输； 2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的；
3、移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增； 4、移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效； 5、移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用。
2、单工通信与双工通信有何区别？各有何优缺点？ 【答】
所谓单工通信，是指通信双方电台交替地进行收信和发信。此工作方式设备简单，功耗小，但操作不便，通话时易产生断断续续的现象。它一般应用于用户少的专用调度系统。 所谓双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，有时亦称全双工通信。这种方式操作方便，但电能消耗大。模拟或数字式的蜂窝电话系统都采用双工制。
第二章 调制解调
1、移动通信中对调制解调技术的要求是什么？（请总结3G，LTE等高速数据传输对调制解调技术的要求）
【答】
已调信号的频谱窄和带外衰减快（即所占频带窄，或者说频谱利用率高）；易于采用相干或非相干解调；抗噪声和抗干扰的能力强；以及适宜在衰落信道中传输。 已调信号所占的带宽要窄：频谱主瓣窄；
已调信号频谱副瓣的幅度要低，辐射到相邻频道的功率就小； 经调制解调后的输出信噪比（S/N）较大或误码率较低。 1、所有的技术必须在规定频带内提供高的传输效率 2、要使信号深衰落引起的误差数降至最小 3、应使用高效率的放大器
4、在衰落条件下获得所需要的误码率
2、已调信号的带宽是如何定义的？FM信号的带宽如何计算？
【答】已调信号的带宽是指已调信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。
BFM?2(mf?1)fm?2(?f?fm)
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5、试述MSK调制和FSK调制的区别和联系。 【答】
FSK是频移键控，FSK利用载波的频率变化来传递数字信息。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。
MSK是一种特殊形式的FSK，其频差是满足两个频率相互正交(即相关函数等于0)的最小频差，并要求FSK信号的相位连续。
8、与MSK相比，GMSK的功率谱为什么可以得到改善？ 【答】
GMSK信号就是通过在FM调制器前加入高斯滤波器产生的。GMSK通过引入可控的码间干扰(即部分响应波形)来达到平滑相位路径的目的，它消除了MSK相位路径在码元转换时刻的相位转折点。
12、 画出QPSK、OQPSK和π/4-DQPSK的星座、相位转移图，并说明各自特点？ 【答】星座图在课本P43和P45
在QPSK的码元速率Ts与PSK信号的比特速率相等的情况下，QPSK信号是两个PSK信号之和，因而它具有和PSK信号相同的频谱特征和误比特率性能。
OQPSK调制与QPSK调制类似， 不同之处是在正交支路引入了一个比特(半个码元)的时延， 这使得两个支路的数据不会同时发生变化， 因而不可能像QPSK那样产生±π的相位跳变， 而仅能产生±π/2的相位跳变。因此，OQPSK频谱旁瓣要低于QPSK信号的旁瓣。
π/4-DQPSK是对QPSK信号的特性进行改进的一种调制方式, 改进之一是将QPSK的最大相位跳变±π，降为±3π/4， 从而改善了π/4-DQPSK的频谱特性。改进之二是解调方式, QPSK只能用相干解调，而π/4-DQPSK既可以用相干解调也可以采用非相干解调。
19、扩频系统的抗干扰容限是如何定义的？它与扩频处理增益的关系如何？ 【答】
扩频系统的抗干扰容限定义为：Mj?G-[(S/N)out?Ls]
式中，Mj表示抗干扰容限，G表示扩频系统的处理增益，(S/N)out表示信息被正确解调而要求的最小输出信噪比，Ls为接收系统的工作损耗。它与扩频处理增益G成正比。
20、直接序列扩频通信系统中，PN码速率为1.2288Mc/s（c/s即chip/s，码片每秒），基带
数据速率为9.6kbps，试问处理增益是多少？假定系统内部的损耗为3dB，解调器输入信噪比要求大于7dB，试求该系统的抗干扰容限。(表示正常工作条件下，接收机输入端所允许干扰的最大强度值，用分贝表示) 【答】
1.2288?106?10log128?21dB 处理增益为G?10?log39.6?10抗干扰容限为M?21-(7?3)?11dB
21、为什么m序列称为最长线性移位寄存器序列，其主要特征是什么？ 【答】
n级线性移位寄存器能产生的最大长度为2-1位的码序列，m序列就是用n级移位寄存器通过线性反馈产生的，且具有最长长度。
主要特征：该序列具有随机性，二值相关性，多值相关性 22、试画出n=15的m序列发生器的原理，其码序列周期p是多少？码序列速率由什么决定？ 【答】
n
23、试述多载波调制与OFDM调制的区别和联系。 【答】
在多载波传输技术中，对每一路载波频率（子载波）的选取可以有多种方法，它们的不同选取将决定最终已调信号的频谱宽度和形状。 第1种方法是：各子载波间的间隔足够大，从而使各路子载波上的已调信号的频谱不相重叠，如图2－67（a）所示。该方案就是传统的频分复用方式，即将整个频带划分成N个不重叠的子带，每个子带传输一路子载波信号，在接收端可用滤波器组进行分离。这种方法的优点是实现简单、直接；缺点是频谱的利用率低，子信道之间要留有保护频带，而且多个滤波器的实现也有不少困难。
第2种方法是： 各子载波间的间隔选取， 使得已调信号的频谱部分重叠， 使复合谱是平坦的， 如图2-67（b）所示。 重叠的谱的交点在信号功率比峰值功率低3 dB处。 子载波之间的正交性通过交错同相或正交子带的数据得到(即将数据偏移半个码元周期)。
第3种方案是： 各子载波是互相正交的， 且各子载波的频谱有1/2的重叠。 如图2-67（c）所示。 该调制方式被称为正交频分复用(OFDM)。 此时的系统带宽比FDMA系统的带宽可以节省一半。
图2-67 子载波频率设置 (a) 传统的频分复用； (b) 3 dB频分复用； (c）OFDM
26、在OFDM传输系统中，可否采用非线性功率放大器？为什么？ 【答】
不可以，信号通过非线性放大器时，会产生非线性失真，产生谐波，造成较明显的频谱扩展干扰以及带内信号畸变，导致整个系统性能的下降。
28、采用IFFT/FFT实现OFDM信号的调制和解调有什么好处？它避免了那些方面的难题？ 【答】
这种方法避免了硬件实现上的难题，易于实现，以及避免因计算复杂造成的时延从而影响子载波的正交性。
第三章 移动信道的传播特性
1、试简述移动信道中电波传播的方式及其特点。 【答】
直射波：可按自由空间传播来考虑，电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物吸收，也不会产生反射或折射。但经过一段路径传播后，能量会受到衰减，与工作频率和传播距离有关。
地面反射波：与直射波的合成场强将随反射系数以及路径差的变化而变化。 地表面波：其损耗随频率升高而急剧增大。
2、试比较10 dBm、 10 W及10 dB之间的差别。
【答】dBm：分贝毫瓦，功率单位，是对功率单位（mW）求对数得到的。 W：瓦，功率单位。
dB：增益。相对值单位，等于对增益相对值求对数。
3、假设接收机输入电阻为50 Ω， 灵敏度为1 μV， 试求接收功率为多少dBm
2Us?P??10lg?30?10lg1?30?-113?dBm? 【答】由式（3-58）得 4R4*50
附：分贝的计算 【答】dBm?10logVW、dB??20log、
1?V1mWdB?20log
X、0dBm?1mW、0dB??1?V 1第四章 抗衰落技术
1.分集技术如何分类？在移动通信中采用了哪几种分集接收技术？ 【答】分类：
按“分”划分，即按照接收信号样值的结构与统计特性，可分为空间、频率、时间三大基本类型；
按“集”划分，即按集合、合并方式划分，可分为选择合并、等增益合并与最大比值合并； 按照合并的位置可分为射频合并、中频合并与基带合并，而最常用的为基带合并； 分集还可以划分为接收端分集、发送端分集以及发/收联合分集。 分集从另一个角度也可以划分为显分集与隐分集。
在移动通信中采用了：空间分集、频率分集、时间分集、最大比值合并(MRC)、等增益合并(EGC)、选择式合并。
3.为什么说扩频通信起到了频率分集的作用，而交织编码起到了时间分集的作用？RAKE接收属于什么分集？
【答】扩频通信扩展了信号频谱，使每段频率所经历的衰落各不相同，信道产生衰落时只会使一小部分频率衰落，不会使整个信号产生畸变，相当于频率分集。
交织编码把一个较长的突发差错离散成随机差错，再利用纠正随机差错的编码技术来消除。交织深度越大，抗突发差错的能力越强，交织码处理时间越长，从而造成了传输时延增大，属于时间隐分集。
Rake接收机是将多径分量取出，对其进行延时和相位校正，使之在其某一时刻对齐，并按一定规则合并，属于时间分集/路径分集。
4.试画出（2，1）卷积编码器的原理图。假定输入的信息序列为01101（0为先输入），试画出编码器输出的序列。 【答】
（2,1）卷积编码器的原理图见P154，图4-17（a）